xc2004四軸運(yùn)動(dòng)控制芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)分享：
概述
串口通訊，僅需使用少量指令便可完成復(fù)雜工作。
單芯片四軸輸出，多個(gè)芯片通過(guò)組網(wǎng)可控制達(dá)120軸。
支持四軸，三軸，二軸，一軸直線插補(bǔ)，二軸圓弧插補(bǔ)，螺旋插補(bǔ)，
橢圓插補(bǔ)。脈沖輸出使用脈沖+方向方式。
擁有512條運(yùn)動(dòng)指令緩存空間，支持連續(xù)插補(bǔ)，支持速度前瞻。
支持電子手輪和電子凸輪功能。
LQFP64封裝，引腳輸入輸出3.3V，可兼容5V。
性能參數(shù)
| 供電電源 | 3.3VDC?? 電流100MA |
| 溫度范圍 | －40 ～ ＋105℃ |
| 封裝 | LQFP64 |
| IO輸入 | 3.3v ，兼容5v |
| IO輸出 | 3.3v ? TTL輸出 |
| 控制軸數(shù) | ? ??4軸 |
| 脈沖輸出最高頻率 | 500KHZ |
| 編碼器輸入最高頻率 | 500KHZ |
| 運(yùn)動(dòng)性能 | 1-4軸直線插補(bǔ) ，圓弧插補(bǔ)，螺旋插補(bǔ)，橢圓插補(bǔ)，支持指令緩存，支持連續(xù)插補(bǔ) 。 |
| 通信速度 | 串口：115200bps |
?
引腳排列
| 引腳號(hào) | 引腳名稱 | 引腳功能說(shuō)明 |
| 1 | VDD | 電源正極+3.3V |
| 2 | Y4 | 4號(hào)輸出口 |
| 3 | Y5 | 5號(hào)輸出口 |
| 4 | Y6 | 6號(hào)輸出口 |
| 5 | XA1 | 16MHZ晶振引腳 |
| 6 | XA2 | 16MHZ晶振引腳 |
| 7 | RST | 復(fù)位引腳，低電平有效 |
| 8 | X | 手輪軸號(hào)選擇1軸，低電平有效 |
| 9 | Y | 手輪軸號(hào)選擇2軸，低電平有效 |
| 10 | Z | 手輪軸號(hào)選擇3軸，低電平有效 |
| 11 | E | 手輪軸號(hào)選擇4軸，低電平有效 |
| 12 | VSS | 電源負(fù)極 |
| 13 | VDD | 電源正極+3.3V |
| 14 | A | 正交編碼輸入 |
| 15 | B | 正交編碼輸入 |
| 16 | LMT1- | 1軸負(fù)限位或原點(diǎn)，低電平有效 |
| 17 | LMT2- | 2軸負(fù)限位或原點(diǎn)，低電平有效 |
| 18 | VSS | 電源負(fù)極 |
| 19 | VDD | 電源正極+3.3V |
| 20 | LMT3- | 3軸負(fù)限位或原點(diǎn)，低電平有效 |
| 21 | LMT4- | 4軸負(fù)限位或原點(diǎn)，低電平有效? |
| 22 | LMT1+ | 1軸正限位，低電平有效? |
| 23 | LMT2+ | 2軸正限位，低電平有效? |
| 24 | NC | 無(wú)功能 |
| 25 | NC | 無(wú)功能 |
| 26 | LMT3+ | 3軸正限位，低電平有效? |
| 27 | LMT4+ | 4軸正限位，低電平有效? |
| 28 | VSS | 電源負(fù)極 |
| 29 | NC | 無(wú)功能 |
| 30 | NC | 無(wú)功能 |
| 31 | VSS | 電源負(fù)極 |
| 32 | VDD | 電源正極+3.3V |
| 33 | NC | 無(wú)功能 |
| 34 | NC | 無(wú)功能 |
| 35 | NC | 無(wú)功能 |
| 36 | NC | 無(wú)功能 |
| 37 | NC | 無(wú)功能 |
| 38 | NC | 無(wú)功能 |
| 39 | SIGN | 工作狀態(tài)指示，閑時(shí)慢速交替變化，軸運(yùn)行時(shí)快速交替變化 |
| 40 | D1 | 第1軸方向信號(hào) |
| 41 | P1 | 第1軸脈沖信號(hào) |
| 42 | TXD | 串口發(fā)送TTL電平，接上位機(jī)RXD腳 |
| 43 | RXD | 串口接收TTL電平，接上位機(jī)TXD腳 |
| 44 | SX1 | 手輪脈沖數(shù)量放大1倍，低電平有效 |
| 45 | SX10 | 手輪脈沖數(shù)量放大10倍，低電平有效 |
| 46 | SX100 | 手輪脈沖數(shù)量放大100倍，低電平有效 |
| 47 | VSS | 電源負(fù)極 |
| 48 | VDD | 電源正極+3.3V |
| 49 | D2 | 第2軸方向信號(hào) |
| 50 | P2 | 第2軸脈沖信號(hào) |
| 51 | Y0 | 0號(hào)輸出口，指令回應(yīng)腳1，指令錯(cuò)誤輸出高，正確輸出低 |
| 52 | Y1 | 1號(hào)輸出口，指令回應(yīng)腳2，指令正確輸出高, 錯(cuò)誤輸出低 |
| 53 | Y2 | 2號(hào)輸出口 |
| 54 | Y3 | 3號(hào)輸出口 |
| 55 | NC | 無(wú)功能 |
| 56 | P3 | 第3軸脈沖信號(hào) |
| 57 | D3 | 第3軸方向信號(hào) |
| 58 | P4 | 第4軸脈沖信號(hào) |
| 59 | D4 | 第4軸方向信號(hào) |
| 60 | VSS | 電源負(fù)極 |
| 61 | INFO | 坐標(biāo)信息請(qǐng)求輸入腳，由高變低串口輸出一次坐標(biāo)信息 |
| 62 | STOP | 急停引腳，低電平有效 |
| 63 | VSS | 電源負(fù)極 |
| 64 | VDD | 電源正極+3.3V |
?
串口控制
串口通訊速率為115200bps,數(shù)據(jù)位為8位，停止位1位，無(wú)校驗(yàn)。
模塊通過(guò)Y0引腳和Y1引腳的電平輸出來(lái)指示收到的指令校驗(yàn)情況，同時(shí)串口也返回?cái)?shù)據(jù)指令校驗(yàn)情況。
獲取各軸邏輯位置和狀態(tài)可通過(guò)INFO引腳由高到低的變化來(lái)使串口輸出，也可由《獲取各軸邏輯位置和狀態(tài)》指令來(lái)控制輸出。
除去《獲取各軸邏輯位置和狀態(tài)》指令，其它指令返回?cái)?shù)據(jù)格式：
| 地址碼 | 功能碼 | 參數(shù) |
| 0x00 | 1字節(jié) | 2字節(jié) |
?
參數(shù)解釋：
參數(shù)??? 0xffff:表示接收數(shù)據(jù)校驗(yàn)有誤??? 0x0000:表示數(shù)據(jù)校驗(yàn)正確
串口通訊指令
◆設(shè)置軸速度
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 補(bǔ)充0 | 軸號(hào) | 加速度 | 運(yùn)行速度 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x01 | 0x00 | 1字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
軸號(hào)（1，2，3，4）
加減速??? 加減速為：值（1-2000000）（Hz/s2）
運(yùn)行速度? 運(yùn)行頻率為：值（1-500000）（Hz）
要點(diǎn)：由于共用一個(gè)插補(bǔ)核心，軸號(hào)設(shè)為任意值都為所有軸速度，如需改變當(dāng)前運(yùn)動(dòng)指令里的速度需在當(dāng)前指令前重設(shè)速度。加速度最大可設(shè)為運(yùn)行速度4倍。
◆ 設(shè)置軸邏輯位置
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 補(bǔ)0 | 軸號(hào) | 位置 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x12 | 0x00 | 1字節(jié) | 4字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
軸號(hào)（1，2，3，4）?? 1-4：1-4軸
位置?????? 軸邏輯位置，范圍（-268435455~+268435455）
◆軸停止
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 軸號(hào) | 模式 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x17 | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
軸號(hào)（6）?? ????? ??6：插補(bǔ)核心所有軸停止。
模式（0，1） ???????0：急停并清空后面緩存的指令? 1：減速停不清后面緩存的指令
要點(diǎn)：所有軸共用一個(gè)插補(bǔ)核心，虛擬軸號(hào)為6。減速停止會(huì)使軸邏輯位置不準(zhǔn)確，后面需重設(shè)軸邏輯位置。
◆獲取各軸邏輯位置和狀態(tài)
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x04 | 2字節(jié) |
?
返回：
| 地址碼 | 各軸運(yùn)行狀態(tài) | 緩存數(shù)量 | 1軸坐標(biāo) | 2軸坐標(biāo) | 3軸坐標(biāo) | 4軸坐標(biāo) | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
各軸狀態(tài)值（轉(zhuǎn)為8位二進(jìn)制數(shù)）
第5位為插補(bǔ)核心各軸狀態(tài)??? ?0：停止中? 1：運(yùn)行中
緩存數(shù)量（0-512）?? 還未運(yùn)行的緩存指令數(shù)
各軸坐標(biāo)??????? 范圍（-268435455~+268435455）
要點(diǎn)：軸運(yùn)行狀態(tài)只是軸的瞬時(shí)狀態(tài)，不能用來(lái)指示圓弧指令是否完成?？赏ㄟ^(guò)讀取緩存數(shù)量來(lái)判斷緩存區(qū)指令是否完成。一條圓弧指令會(huì)動(dòng)態(tài)占用最多160條緩存空間。
◆ 設(shè)置特殊功能
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 補(bǔ)充0 | 功能 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0xfa | 0x00 | 1字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
當(dāng)功能寫入0xfc，緩存內(nèi)運(yùn)動(dòng)指令暫停。
當(dāng)功能寫入0xfd，取消緩存內(nèi)運(yùn)動(dòng)指令暫停。
以下指令會(huì)自動(dòng)進(jìn)入緩存區(qū)并排隊(duì)執(zhí)行
◆ 四軸直線插補(bǔ)
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | X軸號(hào) | Y軸號(hào) | Z軸號(hào) | E軸號(hào) | X脈沖數(shù) | Y脈沖數(shù) | Z脈沖數(shù) | E脈沖數(shù) | 補(bǔ)0 | 運(yùn)動(dòng)方式 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x0a | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 0x00 | 1字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
X軸號(hào)（1，2，3，4）
Y軸號(hào)（1，2，3，4）
Z軸號(hào)（1，2，3，4）
E軸號(hào)（1，2，3，4）
X脈沖（-268435455~+268435455）
Y脈沖（-268435455~+268435455）
Z脈沖（-268435455~+268435455）
E脈沖（-268435455~+268435455）
運(yùn)動(dòng)方式（0，1）?? 0：絕對(duì)位移? 1：相對(duì)位移?
要點(diǎn)：當(dāng)只需要少于四軸做插補(bǔ)時(shí)，不用的軸號(hào)和脈沖數(shù)寫0。
◆ 等待延時(shí)
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 延時(shí)量 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x0e | 2字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
延時(shí)量（1-10000）MS
要點(diǎn)：等待延時(shí)是指等待所設(shè)延時(shí)量后才執(zhí)行后面的指令。
◆寫輸出口狀態(tài)
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 輸出端口號(hào) | 輸出狀態(tài) | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x03 | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
輸出端口號(hào)?? （2-6）??? Y2-Y6
輸出狀態(tài)???? （0,1）?? ?0：輸出低電平?? 1：輸出高電平
◆回原點(diǎn)
| 地址碼 | 功能碼 | 補(bǔ)0 | 軸號(hào) | 進(jìn)入原點(diǎn)速度 | 離開原點(diǎn)速度 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x1a | 0x00 | 1字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
軸號(hào)（1，2，3，4）
進(jìn)入原點(diǎn)速度? 運(yùn)行頻率為：值（1-400000）（Hz）
離開原點(diǎn)速度? 運(yùn)行頻率為：值（1-400000）（Hz）
要點(diǎn)：回原點(diǎn)指令會(huì)自動(dòng)生成一段負(fù)脈沖和一段正脈沖。以進(jìn)入原點(diǎn)速度輸出負(fù)脈沖時(shí)，左限位原點(diǎn)開關(guān)生效時(shí)自動(dòng)減速停；隨后以離開原點(diǎn)速度輸出正脈沖，離開原點(diǎn)限位開關(guān)時(shí)自動(dòng)急速停止，急停后可作為原點(diǎn)。回原點(diǎn)指令不宜和其它運(yùn)動(dòng)指令混合在一起放入緩存里，回原點(diǎn)過(guò)程應(yīng)單獨(dú)存在。
◆ 二軸圓弧插補(bǔ)
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | X軸號(hào) | Y軸號(hào) | 終點(diǎn)坐標(biāo)X | 終點(diǎn)坐標(biāo)Y | 圓心坐標(biāo)X | 圓心坐標(biāo)Y | 運(yùn)動(dòng)方式1 | 運(yùn)動(dòng)方式2 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x0c | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
X軸號(hào)（1，2，3）
Y軸號(hào)（1，2，3）
終點(diǎn)坐標(biāo)? ???????圓弧插補(bǔ)的終點(diǎn)位置,范圍（-268435455~+268435455）
圓心坐標(biāo) ????????圓弧插補(bǔ)的圓心點(diǎn)位置，范圍（-268435455~+268435455）
運(yùn)動(dòng)方式1 ???????0：逆時(shí)針插補(bǔ)?? 1：順時(shí)針插補(bǔ)?? 2：三點(diǎn)定圓弧
運(yùn)動(dòng)方式2?? ?????0：絕對(duì)位移? 1：相對(duì)位移?
要點(diǎn)：圓弧各坐標(biāo)必須能構(gòu)成正常的圓弧。圓弧插補(bǔ)指令會(huì)根據(jù)圓弧參數(shù)動(dòng)態(tài)占用緩存空間。當(dāng)運(yùn)動(dòng)方式1設(shè)為2時(shí)，為三點(diǎn)定圓弧模式，圓心坐標(biāo)參數(shù)設(shè)為圓弧的中間點(diǎn)坐標(biāo)。
◆ 二軸橢圓弧插補(bǔ)
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | X軸號(hào) | Y軸號(hào) | 終點(diǎn)坐標(biāo)X | 終點(diǎn)坐標(biāo)Y | 圓心坐標(biāo)X | 圓心坐標(biāo)Y | 長(zhǎng)半軸長(zhǎng)度 | 短半軸長(zhǎng)度 | 運(yùn)動(dòng)方式1 | 運(yùn)動(dòng)方式2 | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x10 | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
X軸號(hào)（1，2，3）
Y軸號(hào)（1，2，3）
終點(diǎn)坐標(biāo)? ???????圓弧插補(bǔ)的終點(diǎn)位置,范圍（-268435455~+268435455）
圓心坐標(biāo) ????????圓弧插補(bǔ)的圓心點(diǎn)位置，范圍（-268435455~+268435455）
運(yùn)動(dòng)方式1 ???????0：逆時(shí)針插補(bǔ)?? 1：順時(shí)針插補(bǔ)??
運(yùn)動(dòng)方式2?? ?????0：絕對(duì)位移? 1：相對(duì)位移?
要點(diǎn)：圓弧各坐標(biāo)必須能構(gòu)成正常的圓弧。圓弧插補(bǔ)指令會(huì)根據(jù)圓弧參數(shù)動(dòng)態(tài)占用緩存空間。
以下指令為電子凸輪專用指令
◆ 設(shè)置電子凸輪表
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 數(shù)據(jù)段編號(hào) | 編碼器脈沖數(shù) | 軸脈沖數(shù) | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x21 | 2字節(jié) | 4字節(jié) | 4字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
數(shù)據(jù)段編號(hào)：(0-4999)
編碼器脈沖數(shù)：（0 ~+268435455）
軸脈沖數(shù)：（-268435455~+268435455）
要點(diǎn)：脈沖數(shù)為相對(duì)坐標(biāo)值。
◆ 運(yùn)行電子凸輪表
發(fā)送：
| 地址碼 | 功能碼 | 功能 | 從軸軸號(hào) | 起始數(shù)據(jù)段編號(hào) | 結(jié)束數(shù)據(jù)段編號(hào) | 校驗(yàn)和 |
| 0x00 | 0x22 | 1字節(jié) | 1字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) | 2字節(jié) |
?
部分參數(shù)解釋：
功能：
0?????? ???停止運(yùn)行
1?????? ???開始單次運(yùn)行
2?????? ???開始循環(huán)運(yùn)行
從軸軸號(hào)：（1,2,3,4）
數(shù)據(jù)段編號(hào)：(0-4999)
要點(diǎn)：停止電子凸輪運(yùn)行后其它運(yùn)動(dòng)功能才能正常工作。